CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Ý nghĩa của thống kê sinh khối và dự trữ carbon của rừng Dưới tác động của biến đổi khí hậu, rừng đang được ngày càng quan tâm như là nơi dự trữ carbon làm giảm phát thải khí nhà kính (CO2) trong không khí. Do đó, xác định chính xác sinh khối và dự trữ carbon của rừng mang lại nhiều ý nghĩa khác nhau. Trên quan điểm các nhà lâm học, đánh giá chính xác sinh khối của rừng, đặc biệt là sinh khối của những cây gỗ hay quần thụ có ý nghĩa quan trọng trong việc lập kế hoạch khai thác rừng, quản lý rừng và sử dụng năng lượng trong sinh khối của rừng (Brown, 1997, 2002) [33, 36].
Ngoài ra, xác định chính xác sinh khối và dự trữ carbon của rừng còn là trách nhiệm của tất cả các nước đã ký Nghị định thư Kyoto (1997) (IPCC, 2000, 2003, 2006) [47, 48, 50]. Theo Kimmins (1998) [54], mặc dù hàm lượng carbon trong không khí chiếm tỷ lệ rất nhỏ (0,0314%), nhưng nó đóng vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Vai trò đó thể hiện ở chỗ, cây xanh hấp thu dioxit carbon từ không khí và chuyển thành carbonhydrat và thải ôxy vào không khí. Đó là nguồn sống cho tất cả những sinh vật trên trái đất.
Báo cáo của Bộ TN&MT (2020) cho thấy, kết quả kiểm kê khí nhà kính quốc gia đã chỉ ra nhóm các nhà máy nhiệt điện và xi măng là nguồn phát thải khí nhà kính lớn nhất, trong đó trên 99% phát thải của các nhà máy này là khí CO2. Để ứng phó với sự biến đổi xấu của khí hậu trên trái đất, tại Hội nghị thượng đỉnh Trái đất ở Rio de Janeiro năm 1992, cộng đồng quốc tế đã thoả thuận và ban hành Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu. Công ước này sau đó được cụ thể hóa bằng Nghị định thư Kyoto (1997) nhằm ràng buộc nghĩa vụ chống biến đổi khí hậu bằng việc đưa ra định mức giảm 5 phát thải khí nhà kính ở các nước công nghiệp phát triển. Theo Nghị định thư Kyoto (1997), khi ký Nghị định này, các nước thành viên phải cam kết cắt giảm khí nhà kính; trong đó gia tăng dự trữ carbon trong các hệ sinh thái, nhất là hệ sinh thái rừng.
Điều đó cho thấy sự cần thiết phải xây dựng những phương pháp điều tra và đánh giá chính xác sinh khối và dự trữ carbon trong sinh khối của rừng (Chambers và ctv, 2001) [38]; (Brown, 2002) [36]; (Chave ctv, 2005) [39]. Rừng trao đổi carbon với môi trường không khí thông qua quá trình quang hợp và hô hấp. Rừng ảnh hưởng đến lượng khí nhà kính theo 4 con đường: carbon dự trữ trong sinh khối và đất, carbon trong các sản phẩm gỗ, chất đốt sử dụng thay thế nguyên liệu hóa thạch (IPCC, 2000) [47]. Theo ước tính, hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ lệ hấp thụ CO2 trong sinh khối trên mặt đất và dưới mặt đất là 0,4 – 1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực bắc, 1,5 – 4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới, 4 - 8 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dixon và ctv, 1994; IPCC, 2000) [42, 47].
Brown và ctv (1996) [35] đã ước lượng tổng lượng carbon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thụ tối đa trong vòng 55 năm (1995 – 2050) là 60 - 87 GtC; trong đó 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng bắc cực. Rừng trồng có thể hấp thụ được 11 - 15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hóa thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997) [33]. Bouman và ctv (1999) [32] cho rằng các nghiên cứu để xác định cơ chế hấp thụ carbon trong môi trường đang được thế giới quan tâm. Hấp thụ carbon hiện nay là một cơ chế quản lý rừng được công nhận và đi kèm với các cơ chế kinh tế ở cấp vĩ mô, chủ yếu do sáng kiến “Tín chỉ carbon” (Silver và ctv, 1996).
Ước lượng sinh khối và dự trữ carbon có vai trò quan trọng vì nhiều lý do khác nhau. Đứng trên quan điểm lâm nghiệp, ước lượng sinh khối và dự trữ 6 carbon đóng vai trò quan trọng đối với việc xây dựng chiến lược quản lý rừng, lập kế hoạch khai thác rừng và tính toán dự trữ năng lượng trong sinh khối của rừng. Ở quy mô nhà nước, những thông tin về sinh khối giúp cho các nhà lãnh đạo xây dựng chiến lược và chính sách (Paladiníc và ctv, 2009) [61]. Ở Việt Nam, ngày 28/3/2007 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Nghị định số 48/2007/NĐ-CP về nguyên tắc và phương pháp xác định giá các loại rừng.
Hiện nay đang thực hiện Nghị định 156/2018 về chi trả dịch vụ môi trường rừng. Việc định lượng khả năng hấp thụ carbon và giá trị thương mại carbon của rừng là một phần quan trọng trong định lượng giá trị môi trường của rừng (Phạm Minh Sang và Lưu Cảnh Trung, 2006) [15]. Năm 2019, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã tổ chức hội thảo về thí điểm chi trả dịch vụ môi trường rừng đối với dịch vụ hấp thụ và lưu trữ carbon của rừng. Cụ thể hóa Luật Lâm nghiệp, Thủ tướng Chính phủ đã đồng ý chủ trương thí điểm chi trả dịch vụ môi trường rừng đối với dịch vụ hấp thụ và lưu giữ carbon của rừng tại bốn tỉnh gồm Quảng Ninh, Thanh Hóa, Quảng Nam và Thừa Thiên Huế.
Theo đó, bốn tỉnh được lựa chọn thí điểm với 20 cơ sở là các cơ sở sản xuất có nguồn khí nhà kính lớn; trong đó có chín cơ sở sản xuất nhiệt điện và 11 cơ sở sản xuất xi-măng. Theo tính toán, dự kiến bốn tỉnh thí điểm sẽ thu được khoảng 156 tỷ đồng/năm. Số tiền này sẽ được chi trả đến các hộ gia đình trồng và bảo vệ rừng. Đây là nguồn thu chính đáng để phục vụ cho công tác bảo vệ và phát triển rừng, giảm áp lực ngân sách nhà nước đầu tư cho công tác này, đồng thời cũng góp phần thực hiện chủ trương nâng cao giá trị gia tăng từ rừng, gia tăng các sản phẩm và dịch vụ sinh thái từ rừng, tạo sinh kế cho người dân.
Hiện nay các số liệu báo cáo về sinh khối và dự trữ carbon đối với các loại rừng đã được nghiên cứu ở nhiều nước. Tuy vậy, việc tìm kiếm những 7 phương pháp xác định chính xác sinh khối và dự trữ carbon trong sinh khối của rừng vẫn cần được đặt ra (IPCC, 2006) [50]. Những nghiên cứu về sinh khối và khả năng hấp thụ Carbon của rừng 1. Trên thế giới Rừng là bể chứa khổng lồ của trái đất.
Đối với rừng nhiệt đới, có tới 50% lượng carbon dự trữ trong thảm thực vật và 50% dự trữ trong đất (Dioxon và ctv, 1994; IPCC, 2000; Pregitzer và Euskirchen, 2004) [42, 47, 62]. Những nghiên cứu về sinh khối đối với các kiểu rừng khác nhau trên thế giới đã được thực hiện theo chương trình Sinh học quốc tế (IBP) từ những năm 1970 (Brown, 1997) [33]. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu sinh khối ở vùng nhiệt đới đã được thực hiện bởi nhiều nhà nghiên cứu khác nhau. Kết quả cho thấy rằng sinh khối thay đổi tùy theo các loài cây gỗ và cấp đất ( Brown, 1997) [33].
Brown và cộng sự (1996) [35] đã ước lượng tổng lượng carbon mà hoạt động trồng rừng trên thế giới có thể hấp thu tối đa trong vòng 5 năm (1995 - 2000) là khoảng 60-87 Gt C, với 70% ở rừng nhiệt đới, 25% ở rừng ôn đới và 5% ở rừng cực bắc. Tính tổng lại rừng trồng có thể hấp thu được 11-15% tổng lượng CO2 phát thải từ nguyên liệu hoá thạch trong thời gian tương đương (Brown, 1997) [33]. Theo ước tính hoạt động trồng rừng và tái trồng rừng trên thế giới có tỷ lệ hấp thu CO2 ở sinh khối là 0,4-1,2 tấn/ha/năm ở vùng cực bắc; 1,5-4,5 tấn/ha/năm ở vùng ôn đới và 4-8 tấn/ha/năm ở các vùng nhiệt đới (Dioxon và ctv, 1994; IPCC, 2000) [42, 47]. 8 Nhiều tác giả (Jenkins và ctv, 2003; Jalkanen và ctv, 2005) [51, 52] cho rằng, hiện nay có 5 phương pháp xác định sinh khối cây gỗ và quần thụ.
Một là chặt hạ và cân đo trực tiếp sinh khối đối với các thành phần cây gỗ (thân, cành, lá, vỏ, rễ…) trên những ô mẫu điển hình. Hai là sử dụng những hàm sinh khối được xây dựng cho từng loài cây, nhóm loài cây hoặc nhóm rừng khác nhau. Ba là sử dụng số liệu điều tra rừng cùng với những hệ số chuyển đổi và điều chỉnh sinh khối (BCEF) để chuyển thể tích thân cây đứng (V hoặc VT, m3) hay trữ lượng thân cây đứng (M, m3) thành tổng sinh khối của cây gỗ và quần thụ. Bốn là điều tra sinh khối bằng phương pháp Rada.
Năm là điều tra sinh khối bằng phương pháp viễn thám kết hợp với phương pháp cân đo trực tiếp sinh khối trên những ô mẫu. Nhiều tác giả (Brown, 1997, 2002; Chambers và ctv, 2001; Coomes và ctv, 2002; Chave và ctv, 2005; Zianis và ctv, 2005) [33, 38-40, 68] đều kết luận rằng phương pháp hàm sinh khối là phương pháp chuẩn để ước lượng sinh khối đối với cây gỗ, ô mẫu, quần thụ và rừng. Việc sử dụng mô hình hồi quy là bước quan trọng trong ước tính sinh khối của các loài cây gỗ và quần thụ (Brown và ctv 1989) [34]. Bởi vì một ha rừng nhiệt đới có thể có tới 300 loài cây khác nhau, do đó không thể sử dụng một mô hình sinh khối cho toàn bộ quần thụ như vùng ôn đới.
Nhiều tác giả đã xây dựng các hàm sinh khối đối với cây gỗ và quần thụ thuộc những kiểu rừng khác nhau ở nhiệt đới. Ketterings và ctv (2001) [53] đã xây dựng những hàm sinh khối ở mức cây gỗ dưới dạng hàm lũy thừa để ước lượng sinh khối đối với rừng hỗn giao thứ sinh ở Sumatra (Indonesia); trong đó biến dự đoán là D và ρ. Terakunpisut và ctv (2007) [63] đã áp dụng những hàm sinh khối của Tsutsumi (1983) để xác định sinh khối và dự trữ carbon đối với rừng quốc gia Thong Pha Phum tại Thái Lan. Chaiyo và ctv (2011) [37] đã sử dụng những hàm sinh khối của Ogawa và ctv (1965) để xác định sinh khối trên 9 mặt đất đối với rừng rụng lá hỗn giao và rừng khô ưu thế cây họ Sao Dầu ở miền Bắc Thailand.
Tại Trung Quốc, Wang và ctv (2011) [65] đã xây dựng các mô hình sinh khối ở dạng hàm lũy thừa dựa theo D của 21 cây mẫu để ước lượng sinh khối đối với loài Abies nephrolepis (Maxim) ở khu vực Đông Bắc.